KR102071559B1 - 방수성능이 우수한 도전성 테이프 - Google Patents

방수성능이 우수한 도전성 테이프 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 방수성능이 우수한 도전성 테이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도전성섬유층, 상기 도전성섬유층의 상부면 및 하부면에 형성되는 도전성점착층 및 상기 도전성점착층이 형성된 상기 도전성섬유층의 일면에 형성되는 금속층으로 이루어지며, 상기 도전성점착층은 아크릴계 점착제에 은 분말과 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말을 혼합하여 이루어지고, 상기 금속층은 구리 또는 알루미늄에 니켈, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 이루어진다.
상기의 방수성능이 우수한 도전성 테이프는 금속층이 형성되어 우수한 방수성능을 나타내며, 전기저항성 및 방열성능이 우수하다.

Description

방수성능이 우수한 도전성 테이프 {CONDUCTIVE TAPE WITH EXCELLENT WATERPROOF PERFORMANCE}
개시된 내용은 방수성능이 우수한 도전성 테이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속층이 형성되어 우수한 방수성능을 나타내며, 전기저항성 및 방열성능이 우수한 도전성 테이프에 관한 것이다.
최근 휴대폰과 같은 전자제품은 고품질화되면서 다양한 기능성이 요구되는데, 그 중 하나가 방수성능이다.
휴대폰에 방수성능을 부여하기 위해서는, 휴대폰 단말 모듈부와 접합부 등과 같은 휴대용 단말기의 미세한 틈을 실링해야 하는데, 현재 대부분의 휴대용 단말기는 접착제 또는 접착 테이프 등에 의해 상호 접합되도록 구성되어 있어, 미세한 틈이 충분한 실링되지 못하기 때문에 휴대폰이 장시간 동안 물에 함침되는 경우에는 수분이 휴대폰 내부로 스며들어 고장 및 오작동을 유발하게 된다.
또한, 휴대폰이 고품질화되면서 휴대폰 내부에 점점 더 많은 수의 회로 모듈이 내장되고 있고, 이들 각각의 회로 모듈 자체도 점점 고성능화되고 있는데, 회로 모듈의 고성능화는 회로 모듈의 고집적화에 의해 주로 이루어진다.
그러나, 이러한 회로 모듈의 고집적화는 내부 트랜지스터 간의 선폭을 감소시킴으로써, 회로 모듈이 외부 충격에 의해 쉽게 오작동을 일으키도록 하며, 전자파 장해(EMI, electro magnetic interference) 등에 의해서도 쉽게 오작동을 유발될 수 있는데, 종래에 휴대폰에 적용되는 접착 테이프는 도전성을 갖지 못하기 때문에 전자파 차단 효과를 나타내지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 상기의 문제점을 해소하기 위해 휴대폰에 적용되는 접착 테이프에 도전성을 갖는 성분을 함유시켜 도전성을 나타내는 테이프가 제조되고 있는데, 종래에 제조되고 있는 일반적인 도전성 테이프는 직포 또는 부직포의 구조로 이루어진 섬유층에 도전성 성분을 코팅하는 구조로 구성되어 섬유층에 형성된 공간으로 수분이 미세하게 침투되기 때문에, 도전성을 나타내기 위해 함유된 도전성 금속재 성분이 산화되어 도전성능이 저하되는 문제점이 있었다.
한국특허등록 제10-0528435호(2005.11.07) 한국특허등록 제10-1679336호(2016.11.18)
개시된 내용은 금속층이 형성되어 우수한 방수성능을 나타내며, 전기저항성 및 방열성능이 우수한 도전성 테이프를 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 도전성섬유층, 상기 도전성섬유층의 상부면 및 하부면에 형성되는 도전성점착층 및 상기 도전성점착층이 형성된 상기 도전성섬유층의 일면에 형성되는 금속층으로 이루어지며, 상기 도전성점착층은 아크릴계 점착제에 은 분말과 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말을 혼합하여 이루어지고, 상기 금속층은 구리 또는 알루미늄에 니켈, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수성능이 우수한 도전성 테이프에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 도전성섬유층은 10 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성되고, 합성섬유에 니켈과 구리를 차례로 도금한 후에 니켈, 구리, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 형성될 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 도전성점착층은 1 내지 10 마이크로미터의 두께로 형성되고, 아크릴계 점착제 100 중량부에 입자크기가 0.1 내지 0.8 마이크로미터인 은 분말 및 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말 15 내지 20 중량부을 혼합하여 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 아크릴계 점착제는 산성분이 함유되지 않은 아크릴계 점착제로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는 상기 도전성 금속분말은 구형과 원통형이 혼합되어 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 금속층은 5 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
이상에서와 같은 방수성능이 우수한 도전성 테이프는 금속층이 형성되어 우수한 방수성능을 나타내며, 전기저항성 및 방열성능이 우수한 도전성 테이프를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 개시된 방수성능이 우수한 도전성 테이프를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 개시된 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 도전성 테이프의 항온항습기 보관평가를 실시하여 나타낸 사진이다.
도 3은 도전성 테이프의 수분 관통 평가를 측정하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도 4는 개시된 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 도전성 테이프의 수분 관통 평가 후 A4 용지의 외관을 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 5는 개시된 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 방수성능을 측정하여 나타낸 사진이다.
도 6은 개시된 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 전기저항 성능을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 개시된 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 열전도 성능을 측정하여 나타낸 사진이다.
도 8은 개시된 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 3을 통해 제조된 도전성 테이프에 적용된 도전성 금속 분말의 간섭효과를 촬영하여 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 방수성능이 우수한 도전성 테이프는 도전성섬유층(10), 상기 도전성섬유층(10)의 상부면 및 하부면에 형성되는 도전성점착층(20) 및 상기 도전성점착층(20)이 형성된 상기 도전성섬유층(10)의 일면에 형성되는 금속층(30)으로 이루어지며, 상기 도전성점착층(20)은 아크릴계 점착제에 은 분말과 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말을 혼합하여 이루어지고, 상기 금속층(30)은 구리 또는 알루미늄에 니켈, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 이루어진다.
상기 도전성섬유층(10)은 10 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성되며, 개시된 방수성능이 우수한 도전성 테이프의 기재되 되는 층으로, 합성섬유에 니켈과 구리를 차례로 도금한 후에 니켈, 구리, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 형성된다.
상기의 도전성섬유층(10)은 개시된 방수성능이 우수한 도전성 테이프에 도전성을 부여하며, 외력에 의해 도전성 테이프가 변형되지 않도록 하는 역할을 한다.
상기 도전성섬유층(10)의 두께가 10 마이크로미터 미만이면 외력에 의해 도전성 테이프가 쉽게 변형 및 파손될 수 있으며, 상기 도전성섬유층(10)의 두께가 100 마이크로미터를 초과하게 되면 도전성 테이프의 두께가 지나치게 증가하여 소형화되고 있는 IT기기에 적합하지 못하다.
이때, 상기 합성섬유는 폴리에스터나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 성분으로 이루어지는 것이 바람직하고, 직포(Woven) 또는 부직포(Non Woven) 모두의 형태로 적용될 수 있으며, 도전성 테이프의 적용부위에 따라 선택적으로 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 합성섬유에 상기에 나열된 금속 성분을 도금하는 방법은 무전해 도금법을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 도전성점착층(20)은 상기 도전성섬유층(10)의 상부면 및 하부면에 1 내지 10 마이크로미터의 두께로 형성되고, 아크릴계 점착제에 은 분말과 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말을 혼합하여 이루어지는데, 아크릴계 점착제 100 중량부에 입자크기가 0.1 내지 0.8 마이크로미터인 은 분말 및 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말 15 내지 20 중량부을 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 도전성점착층(20)은 상기 도전성섬유층(10)의 일면을 상기 금속층(30)과 점착시키고, 상기 도전성섬유층(10)의 타면은 IT기기의 금속성 케이스와 점착시키는 역할을 한다.
또한, 상기 도전성점착층(20)은 산성분이 함유되지 않은 아크릴계 점착제 100 중량부에 도전성 금속 분말 15 내지 20 중량부를 혼합하여 이루어질 수도 있는데, 상기와 같이 산성분이 함유되지 않은 아크릴계 점착제에 도전성 금속 분말을 혼합하여 제조된 도전성 점착제로 도전성점착층(20)을 형성하게 되면, 도전성점착층(20)을 구성하는 접착제 내에 산성분이 잔존하지 않기 때문에, 산성분으로 인해 도전성 테이프가 산화되는 현상이 발생하지 않게 된다.
상기 아크릴계 점착제 100 중량부 대비 도전성 금속 분말의 함량이 15 중량부 미만이면 도전성점착층(20)의 도전성능이 저하되며, 상기 금속 분말의 함량이 20 중량부를 초과하게 되면 도전성점착층(20)의 도전성능은 크게 향상되지 않으면서 도전성점착층(20)의 점착력을 저하시키게 된다.
이때, 상기 도전성 금속 분말은 입자크기가 0.1 내지 0.8 마이크로미터인 은 분말 및 니켈 분말로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 도전성 금속 분말의 입자크기가 0.1 마이크로미터 미만이면 입자크기가 지나치게 작아 상기 아릴계 점착제에 고르게 혼합되지 못하고 뭉치는 현상이 발생할 수 있으며, 상기 도전성 금속 분말의 입자크기가 0.8 마이크로미터를 초과하게 되면 상기 도전성점착층의 점착력을 저하시키게 된다.
또한, 상기 도전성 금속분말은 구형과 원통형으로 된 것을 동시에 사용하는 것이 바람직한데, 상기와 같이 구형과 원통형으로 이루어진 금속분말을 사용하게 되면 금속분말 입자 간의 간격이 최소화되어 도전성점착층(20)의 도전성능이 더욱 향상될 수 있다.
상기 금속층(30)은 상기 도전성점착층(20)이 형성된 상기 도전성섬유층(10)의 일면에 5 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성되며, 구리 또는 알루미늄에 니켈, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 이루어지는데, 수분이나 염분을 차단하여 도전성 테이프가 부식되는 것을 억제하는 역할을 한다.
종래에는 도전성 테이프의 일면에 구리나 알루미늄으로 이루어진 도전성 금속을 적용하였는데, 구리나 알루미늄은 수분이나 염분에 노출되었을 때, 쉽게 부식되는 현상이 발생하기 때문에, 상기의 문제점을 방지하기 위해 구리 또는 알루미늄의 표면을 니켈, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 금속층이 수분이나 염분에 노출되었을 때 부식되는 현상을 억제할 수 있다.
상기 금속층(30)의 두께가 5 마이크로미터 미만이면 수분이나 염분으로부터 도전성 테이프의 부식을 억제하는 효과가 미미하며, 상기 금속층(30)의 두께가 100 마이크로미터를 초과하게 되면 도전성 테이프의 두께 및 무게가 지나치게 증가하여 소형화되고 있는 IT기기에 적용하기가 곤란하다.
이하에서는, 개시된 방수성능이 우수한 도전성 테이프의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 도전성 테이프의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
니켈과 구리가 차례로 도금된 폴리에스터 직물에 백금을 추가로 도금하여 두께가 50 마이크로미터인 도전성섬유층을 제조하고, 상기 도전성섬유층의 상부면 및 하부면에 아크릴계 점착제 100 중량부 및 도전성 금속 분말(입자크기가 0.7㎛인 원통형 은 분말과 입자크기가 0.3㎛인 구형 니켈 분말이 1:1의 중량부) 17 중량부로 이루어진 도전성점착층을 10 마이크로미터의 두께로 형성하고, 상기 도전성점착층이 형성된 상기 도전성섬유층의 일면에 니켈이 도금된 구리로 이루어진 금속층을 50 마이크로미터의 두께로 형성하여 두께가 110 마이크로미터인 방수성능이 우수한 도전성 테이프를 제조하였다.
<비교예 1>
니켈과 구리가 차례로 도금된 폴리에스터 직물에 백금을 추가로 도금하여 두께가 50 마이크로미터인 도전성섬유층을 제조하고, 상기 도전성섬유층의 상부면 및 하부면에 아크릴계 점착제 100 중량부 및 도전성 금속 분말(입자크기가 0.5㎛인 구형 은 분말과 입자크기가 0.5㎛인 구형 니켈 분말이 1:1의 중량부) 17 중량부로 이루어진 도전성점착층을 10 마이크로미터의 두께로 형성하여 두께가 60 마이크로미터인 도전성 테이프를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 비교예 1과 동일하게 진행하되, 폴리에스터 부직포로 도전성섬유층을 제조하여 도전성 테이프를 제조하였다.
<비교예 3>
두께가 50 마이크로미터인 구리 시트로 이루어진 도전층의 일면에 아크릴계 점착제 100 중량부 및 도전성 금속 분말(입자크기가 0.5㎛인 구형 은 분말과 입자크기가 0.5㎛인 구형 니켈 분말이 1:1의 중량부) 17 중량부로 이루어진 도전성점착층을 10 마이크로미터의 두께로 형성하여 두께가 60 마이크로미터인 도전성 테이프를 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 도전성 테이프의 항온항습기 보관평가(85℃의 온도와, 85%의 습도에서 24시간)를 실시하여 아래 도 2에 나타내었다.
아래 도 2에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 수분을 완변하게 차단하는 반면 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 도전성 테이프는 수준이 침투된 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 도전성 테이프의 수분 관통 평가를 측정하여 아래 도 4에 나타내었다.
아래 도 3은 도전성 테이프의 수분 관통 평가를 측정하는 방법을 나타낸 개략도이고, 아래 도 4는 수분 관통 평가 후 A4 용지의 외관을 촬영하여 나타낸 사진이다.
{단, 도전성 테이프의 수분 관통 평가는 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 도전성 테이프를 중앙에 홀이 형성된 폴리카보네이트 판의 중앙부분에 위치시키고, 도전성 테이프의 상부면으로 물 100ml를 붓고 24시간 후에 A4 용지의 외관을 확인하는 방법을 이용하였다.}
아래 도 4에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 우수한 방수성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 방수성능을 측정하여 아래 도 5에 나타내었다.
{단, 방수성능은 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프를 각각 2mm×2mm, 5mm×5mm, 10mm×10mm의 크기로 절단하여 샘플화 한 후에, 샘플을 1미터 깊이의 수조에 24시간 동안 침지한 후에 저항측정기인 FLUKE 289를 이용하여 저항값을 측정하는 방법을 이용하였다.}
아래 5에 나타낸 것처럼, 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 저항값이 0.21~0.27Ω로 유지되었으나, 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 수분이 침투되어 저항값이 급격하게 상승한 것을 알 수 있다.
특히, 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 경우 샘플의 크기가 작은 경우 저항값이 급격하게 상승하여 방수성능이 더욱 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 전기저항 성능을 측정하여 아래 도 6에 나타내었다.
{단, 전기저항 성능은 저항측정기인 FLUKE 289를 이용하여 측정하였으며, 알루미늄 기판에 상기 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 전도성 테이프를 각 50개를 부착한 후에 수직저항을 측정하였고, 이때 하중은 100g이고 초기는 25℃의 온도와 50% 습도 조건에서 시작하여 85℃의 온도와 85%의 습도조건에서 120일간 노출 시키면서 확인하였다.
또한, 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 가로 2mm×세로 2mm의 크기로 절단하여 샘플로 사용하였고, 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 가로25mm×세로 25mm의 크기로 절단하여 샘플로 사용하였다.}
아래 도 6에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 120일이 경과한 후에도 저항값이 1.0Ω이하로 유지되어 우수한 전기저항 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 초소형 사이즈로 적용되더라도 방수성능이 강화된 구조로 제조되어 고온 및 고습의 조건에서도 우수한 전기저항 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 열전도 성능을 측정하여 아래 도 7에 나타내었다.
{단, 열전도 성능은 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프를 가로 25mm×세로 100mm의 크기로 절단하여 샘플화하고, 제조된 샘플에 블랙차광테이프를 붙인 후에, 샘플의 일측에서 60℃의 열을 가하고 30분이 경과한 후에 열화상카메라(R300SR)를 이용하여 포인트별 온도를 측정하는 방법을 이용하였다.}
아래 도 7에 나타낸 것처럼, 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프의 열전도성능이 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프에 비해 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 3을 통해 제조된 도전성 테이프의 도전성 금속 분말의 간섭효과를 측정하여 아래 도 8에 나타내었다.
{단, 도전성 금속 분말의 간섭효과는 상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 3을 통해 제조된 도전성 테이프를 절단하여 측면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 확인하는 방법을 이용하였다.}
아래 도 8에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 도전성점착층에 도전성 금속 분말이 침투되어 간섭도가 높은 반면 비교예 1을 통해 제조된 도전성 테이프는 도전성 금속 분말의 간섭도가 낮았고, 비교예 3을 통해 제조된 도전성 테이프는 도전성 금속 분말의 간섭이 거의 발생하지 않은 것을 알 수 있다.
따라서, 개시된 방수성능이 우수한 도전성 테이프는 금속층이 형성되어 우수한 방수성능을 나타내며, 전기저항성 및 방열성능이 우수한 도전성 테이프를 제공할 수 있다.
10 ; 도전성섬유층
20 ; 도전성점착층
30 ; 금속층

Claims (6)

  1. 도전성섬유층;
    상기 도전성섬유층의 상부면 및 하부면에 형성되는 도전성점착층; 및
    상기 도전성점착층이 형성된 상기 도전성섬유층의 일면에 형성되는 금속층;으로 이루어지며,
    상기 도전성섬유층은 10 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성되고, 합성섬유에 니켈과 구리를 차례로 도금한 후에 크롬 또는 백금을 도금하여 이루어지고,
    상기 도전성점착층은 아크릴계 점착제에 은 분말과 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말을 혼합하여 이루어지며,
    상기 금속층은 구리 또는 알루미늄에 니켈, 철, 아연, 납, 크롬, 백금, 금 및 은으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 도금하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수성능이 우수한 도전성 테이프.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전성점착층은 1 내지 10 마이크로미터의 두께로 형성되고, 아크릴계 점착제 100 중량부에 입자크기가 0.1 내지 0.8 마이크로미터인 은 분말 및 니켈 분말로 이루어진 도전성 금속 분말 15 내지 20 중량부을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수성능이 우수한 도전성 테이프.
  4. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 아크릴계 점착제는 산성분이 함유되지 않은 아크릴계 점착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수성능이 우수한 도전성 테이프.
  5. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 도전성 금속분말은 구형과 원통형이 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수성능이 우수한 도전성 테이프.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속층은 5 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 방수성능이 우수한 도전성 테이프.
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